C++从入门到精通 第十三章（认识STL）

 写在前面：

1. 本系列专栏主要介绍C++的相关知识，思路以下面的参考链接教程为主，大部分笔记也出自该教程，笔者的原创部分主要在示例代码的注释部分。
2. 除了参考下面的链接教程以外，笔者还参考了其它的一些C++教材（比如计算机二级教材和C语言教材），笔者认为重要的部分大多都会用粗体标注（未被标注出的部分可能全是重点，可根据相关部分的示例代码量和注释量判断，或者根据实际经验判断）。
3. 由于C++基本继承了C语言的所有内容，建议读者先阅读C语言系列的专栏，有一些重点是仅在C语言系列专栏中有介绍的（比如二级指针、预处理等）。
4. 如有错漏欢迎指出。

参考教程：黑马程序员匠心之作|C++教程从0到1入门编程,学习编程不再难_哔哩哔哩_bilibili

一、STL初识

1、STL基本概念

（1）C++的面向对象和泛型编程思想，目的就是复用性的提升。大多情况下，数据结构和算法都未能有一套标准，这导致了程序员被迫从事大量重复工作，为了建立数据结构和算法的一套标准，STL（Standard Template Library，标准模板库）随之诞生。

（2）STL从广义上分为容器(container)、算法(algorithm)、迭代器(iterator)，容器和算法之间通过迭代器进行无缝连接。

（3）STL几乎所有的代码都采用了模板类或者模板函数。

2、STL六大组件

（1）容器：各种数据结构，如vector（最常用，可理解为数组）、list、deque、set、map等，用来存放数据，其声明形式为：

        <容器类型>< <容器中的元素类型> > <标识符（容器名）>;

①序列式容器：强调值的排序，序列式容器中的每个元素均有固定的位置。

②关联式容器：二叉树结构，各元素之间没有严格的物理上的顺序关系。

（2）算法：各种常用的算法，如sort、find、copy、for_each等，使用STL提供的算法要添加头文件<algorithm>。

①质变算法：运算过程中会更改区间内的元素的内容，例如拷贝，替换，删除等等。

②非质变算法：运算过程中不会更改区间内的元素内容，例如查找、计数、遍历、寻找极值等等。

（3）迭代器：扮演了容器与算法之间的胶合剂，其声明形式为：

        <容器类型>< <容器中的元素类型> >::iterator <标识符（迭代器名）>;

①迭代器提供一种方法，使之能够依序寻访某个容器所含的各个元素，而又无需暴露该容器的内部表示方式。

②每个容器都有自己专属的迭代器，常用的容器中迭代器种类为双向迭代器，和随机访问迭代器。

③迭代器使用非常类似于指针，初学阶段可以先理解为指针。

④迭代器种类：

（4）仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略。

（5）适配器：一种用来修饰容器或者仿函数或迭代器接口的东西。

（6）空间配置器：负责空间的配置与管理。

二、最常用的容器——vector

1、vector存放内置数据类型

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>   //标准算法的头文件

void myPrint(int val)
{
	cout << val << endl;
}

void test01()
{
	vector<int> v;     //创建了一个vector容器，可以暂时认为它是一个数组
	
	v.push_back(10);   //向容器中（尾部）插入一个数据
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);
	v.push_back(30);

	vector<int>::iterator itBegin = v.begin();  //起始迭代器，指向容器中的第一个元素（迭代器可以暂时认为是指针）
	vector<int>::iterator itEnd = v.end();      //结束迭代器，指向容器中最后一个元素的下一个位置

	//第一种遍历方式
	while (itBegin != itEnd)
	{
		cout << *itBegin << endl;
		itBegin++;
	}

	//第二种遍历方式
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << endl;
	}
	
	//第三种遍历方式（利用STL提供的遍历算法，要加头文件）
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

2、vector存放自定义数据类型

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
#include<vector>

class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		m_Name = name;
		m_Age = age;
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test01()   //存放自定义数据类型
{
	vector<Person> v;
	
	Person p1("AA", 10);
	Person p2("BB", 20);
	Person p3("CC", 210);
	Person p4("DD", 230);
	Person p5("BE", 50);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);

	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << "姓名：" << (*it).m_Name << "\t年龄：" << it->m_Age << endl;
	}
}

void test02()   //存放自定义数据类型指针
{
	vector<Person*> v;

	Person p1("AA", 1000);
	Person p2("BB", 20);
	Person p3("CC", 210);
	Person p4("DD", 230);
	Person p5("BE", 50);

	v.push_back(&p1);
	v.push_back(&p2);
	v.push_back(&p3);
	v.push_back(&p4);
	v.push_back(&p5);

	for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << "姓名：" << (*it)->m_Name << "\t年龄：" << (*it)->m_Age << endl;
	}
}

int main() {

	test01();
	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

3、vector容器嵌套容器

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
#include<vector>

void test01()   //存放自定义数据类型
{
	vector<vector<int>> v;   //创建大容器（类似于二维数组）
	vector<int>v1;           //创建小容器
	vector<int>v2;
	vector<int>v3;
	vector<int>v4;

	//向小容器中添加数据
	for (int i = 0; i < 4; i++)
	{
		v1.push_back(i+1);
		v2.push_back(i+2);
		v3.push_back(i+3);
		v4.push_back(i+4);
	}

	//将小容器插入大容器中
	v.push_back(v1);
	v.push_back(v2);
	v.push_back(v3);
	v.push_back(v4);

	//通过大容器把所有数据遍历一遍
	for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		for (vector<int>::iterator it2 = (*it).begin(); it2 != (*it).end(); it2++)
		{
			cout << *it2 << "  " ;
		}
		cout << endl;
	}
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}